DE102020113717A1 - Head-up display device for motor vehicles - Google Patents

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DE102020113717A1
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Julian Eichhorn
Jasper Stern
Michael Gräf
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Abstract

Offenbart wird eine Anzeigenvorrichtung für Kraftfahrzeuge, umfassend ein Armaturenbrett, eine Anzeige und eine durchsichtige Scheibe; wobei die Anzeige derart auf dem Armaturenbrett positioniert ist, dass, sofern die Scheibe nicht vorhanden wäre, eine direkte Sichtverbindung zwischen dem Augenbereich, nämlich dem Bereich, in dem sich die Augen von Fahrern des Fahrzeugs befinden, und der Anzeige existiert; wobei die Anzeige zumindest teilweise mit einer ersten Polarisationsschicht überdeckt ist, nämlich einer Schicht, die das von der Anzeige ausgesandte Licht im Wesentlichen in nur einer ersten Polarisationsrichtung passieren lässt; wobei die Scheibe derart auf dem Armaturenbrett positioniert ist, dass die Sichtverbindung durch sie hindurchführt; wobei die Scheibe zumindest teilweise mit einer zweiten Polarisationsschicht überdeckt ist, nämlich einer Schicht, die das einfallende Licht im Wesentlichen nur in einer zweiten Polarisationsrichtung passieren lässt; wobei sich die erste und die zweite Polarisationsrichtung um ungefähr 90 Grad unterscheiden, so dass Licht, das sich von der Anzeige entlang der Sichtverbindung ausbreitet, im Wesentlichen absorbiert wird.Disclosed is a display device for automobiles comprising an instrument panel, a display and a transparent panel; the display being positioned on the dashboard in such a way that, if the window were not present, there is a direct visual connection between the eye area, namely the area in which the eyes of drivers of the vehicle are located, and the display; wherein the display is at least partially covered with a first polarization layer, namely a layer which allows the light emitted by the display to pass essentially in only one first polarization direction; wherein the pane is positioned on the dashboard so that the line of sight passes through it; wherein the pane is at least partially covered with a second polarization layer, namely a layer which essentially only allows the incident light to pass in a second polarization direction; wherein the first and second directions of polarization differ by approximately 90 degrees such that light propagating from the display along the line of sight is substantially absorbed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigenvorrichtung für Kraftfahrzeuge, umfassend ein Armaturenbrett, eine Anzeige und eine durchsichtige Scheibe.The invention relates to a display device for motor vehicles, comprising a dashboard, a display and a transparent pane.

Heutzutage sind Head-up Displays, HUDs, für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen über Spiegeloptiken die Reflexion einer Anzeige in der Frontscheibe des Fahrzeugs für den Fahrer eines Kraftfahrzeugs sichtbar ist. Diese HUDs weisen ein im Vergleich zur Frontscheibe kleines Bild auf. Es befinden sich Anzeigensysteme in der Forschung, die dem Fahrer und ggf. Beifahrer ein größeres Bild anzeigen können.Nowadays, head-up displays, HUDs, are known for motor vehicles in which the reflection of a display in the windshield of the vehicle is visible to the driver of a motor vehicle via mirror optics. These HUDs have a small image compared to the windshield. Research is being carried out on display systems that can show the driver and, if necessary, the front passenger, a larger picture.

Ein Problem, das bei derartigen Systemen im Forschungsstadium auftreten kann, ist, dass nicht nur die Reflexion der Anzeige in der Frontscheibe für den Fahrer sichtbar ist, sondern, dass auch die Anzeige selbst für den Fahrer sichtbar ist. Dies kann für den Fahrer irritierend und aufgrund der Helligkeit der Anzeige auch störend und blendend sein.One problem that can arise with such systems at the research stage is that not only is the reflection of the display in the windshield visible to the driver, but that the display itself is also visible to the driver. This can be irritating for the driver and, due to the brightness of the display, also disruptive and dazzling.

Dem Fachmann stellt sich die Aufgabe, die direkte Einsicht in die Anzeige eines Head-Up Display Systems zu verhindern.A person skilled in the art is faced with the task of preventing direct viewing of the display of a head-up display system.

Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.The task is solved by the independent claim. Advantageous embodiments are defined in the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Anzeigenvorrichtung für Kraftfahrzeuge, umfassend ein Armaturenbrett, eine Anzeige und eine durchsichtige Scheibe, wobei die Anzeige derart auf dem Armaturenbrett positioniert ist, dass, sofern die Scheibe nicht vorhanden wäre, eine direkte Sichtverbindung zwischen dem Augenbereich, nämlich dem Bereich, in dem sich die Augen von Fahrern des Fahrzeugs befinden, und der Anzeige existiert; wobei die Anzeige zumindest teilweise mit einer ersten Polarisationsschicht überdeckt ist, nämlich einer Schicht, die das von der Anzeige ausgesandte Licht im Wesentlichen (bspw. mit weniger als 10% oder 5% Lichtenergie in anderen Polarisationsrichtungen) in nur einer ersten Polarisationsrichtung passieren lässt; wobei die Scheibe derart auf dem Armaturenbrett positioniert ist, dass die Sichtverbindung durch sie hindurchführt; wobei die Scheibe zumindest teilweise mit einer zweiten Polarisationsschicht überdeckt ist, nämlich einer Schicht, die das einfallende Licht im Wesentlichen (bspw. mit weniger als 10% oder 5% Lichtenergie in anderen Polarisationsrichtungen) nur in einer zweiten Polarisationsrichtung passieren lässt; wobei sich die erste und die zweite Polarisationsrichtung um ungefähr 90 Grad (beispielsweise zwischen 85 Grad und 95 Grad) unterscheiden, so dass Licht, das sich von der Anzeige entlang der Sichtverbindung ausbreitet, im Wesentlichen (beispielsweise mehr als 90% oder 95% der Lichtenergie) absorbiert wird. Als direkte Sichtverbindung wird hierin der Blick auf die Anzeige selbst verstanden, und nicht etwa die Sichtverbindung zur Anzeige über eine Reflexion beispielsweise in der Frontscheibe.A first aspect of the invention relates to a display device for motor vehicles, comprising a dashboard, a display and a transparent pane, the display being positioned on the dashboard in such a way that, if the pane were not present, a direct line of sight between the eye area, namely the Area in which the eyes of drivers of the vehicle are located and the display exists; wherein the display is at least partially covered with a first polarization layer, namely a layer which allows the light emitted by the display to pass essentially (for example with less than 10% or 5% light energy in other polarization directions) in only one first polarization direction; wherein the pane is positioned on the dashboard so that the line of sight passes through it; wherein the pane is at least partially covered with a second polarization layer, namely a layer which essentially only allows the incident light to pass (e.g. with less than 10% or 5% light energy in other polarization directions) in a second polarization direction; wherein the first and second polarization directions differ by approximately 90 degrees (e.g. between 85 degrees and 95 degrees) so that light propagating from the display along the line of sight is substantially (e.g. more than 90% or 95% of the light energy ) is absorbed. A direct line of sight is understood here to be the view of the display itself, and not, for example, the line of sight to the display via a reflection, for example in the windshield.

Hierin wird also vorgeschlagen, das von der Anzeige emittierte Licht zu polarisieren. Das polarisierte Licht wird dann von der zweiten Polarisationsschicht im Wesentlichen absorbiert, so dass keine direkte Sichtverbindung mehr zwischen dem Augenbereich und der Anzeige besteht. Die Anzeige erscheint dem Fahrer im Wesentlichen schwarz. Hierdurch wird erreicht, dass der Fahrer durch die direkte Sicht auf die Anzeige nicht irritiert oder geblendet wird.It is therefore proposed here to polarize the light emitted by the display. The polarized light is then essentially absorbed by the second polarization layer, so that there is no longer any direct line of sight between the eye area and the display. The display appears essentially black to the driver. This ensures that the driver is not irritated or dazzled by the direct view of the display.

Typischerweise besteht die Scheibe aus Glas, die durchsichtig bzw. transparent ist und damit Licht mit mehr als 80% oder 90% der Lichtenergie passieren lässt.Typically, the pane is made of glass, which is transparent or transparent and thus allows light to pass through with more than 80% or 90% of the light energy.

Die Anzeige kann eine Micro-LED oder OLED Anzeige sein, die im Stand der Technik bekannt sind.The display can be a micro-LED or OLED display, which are known in the prior art.

Die Anzeige ist vorteilhafterweise derart auf dem Armaturenbrett positioniert, dass eine Reflexion des ausgesandten Lichts in der Frontscheibe eines Fahrzeugs in den Augenbereich fällt. Diese Reflexion ist genau die gewünschte Anzeige für den Fahrer und realisiert den Zweck des Head-up Displays.The display is advantageously positioned on the dashboard in such a way that a reflection of the emitted light in the windshield of a vehicle falls within the eye area. This reflection is exactly the desired display for the driver and realizes the purpose of the head-up display.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows schematically the structure of a display device according to an embodiment of the invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT

1 zeigt schematisch den Aufbau einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aufbau zeigt die Anordnung des Kopfes eines Fahrers 1, in einem Kraftfahrzeug mit Armaturenbrett 2 und Frontscheibe 9. Die Anzeige 3 dient der Aussendung von Licht dessen Reflexion vom Fahrer als Bild 8 wahrgenommen wird. Die Linien von den Rändern der Anzeige 3 über die Reflexion in der Frontscheibe 9 zu den Augen des Fahrers 1 skizzieren den gewünschten Lichtpfad bzw. die gewünschte Sichtverbindung vom Fahrer 1 zur Anzeige 3. Das Bild 8 wird vom Fahrer als über der Fronthaube des Fahrzeugs stehend wahrgenommen und dient der Anzeige von Fahrinformationen und Entertainment-Inhalten. Aufgrund der Bauart mit Einlassung der Anzeige 3 in das Armaturenbrett 2 wird ein großflächiger Verbau des Anzeige 3 und ein im Vergleich zum Stand der Technik größeres Bild 8 ermöglicht. 1 shows schematically the structure of a display device according to an embodiment of the invention. The structure shows the arrangement of a driver's head 1 , in a motor vehicle with a dashboard 2 and windshield 9 . The ad 3 is used to emit light and reflect it from the driver as an image 8th is perceived. The lines from the edges of the display 3 via the reflection in the windshield 9 to the driver's eyes 1 sketch the desired light path or the desired line of sight from the driver 1 see full ad 3 . The picture 8th is perceived by the driver as standing over the front hood of the vehicle and is used to display driving information and entertainment content. Due to the design with the inclusion of the advertisement 3 in the dashboard 2 will be a large-scale shoring of the display 3 and a larger image compared to the prior art 8th enables.

Die Position des Verbaus der Anzeige 3 im Armaturenbrett 2 bedingt allerdings, dass der Fahrer 1 auch direkt Einsicht in die Anzeige 3 nehmen könnte, was durch die zuerst durchgehende und dann gestrichelte Linie 7 angedeutet ist. Wäre die Scheibe 4 und das System aus Polarisationsschichten nicht, bestünde für den Fahrer eine direkte Sichtverbindung zur Anzeige 3.The position of the shoring of the display 3 in the dashboard 2 requires, however, that the driver 1 also view the advertisement directly 3 what could take by the first solid and then dashed line 7th is indicated. Would be the disc 4th and the system of polarization layers does not exist, the driver would have a direct line of sight to the display 3 .

Auf der Anzeige 3 ist eine erste Polarisationsschicht 5 aufgebracht, diese ist nur transparent für Licht einer bestimmten Polarisation. Es gelangt noch ausreichend viel Licht von der Anzeige durch die Polarisationsschicht 5, so dass der Fahrer die Reflexion der Anzeige 3 auch bei verschiedenen Lichtverhältnissen gut wahrnehmen kann und dem Fahrer, wie gewollt, die Informationen zum Fahrzustand des Fahrzeugs oder Entertainmentinhalte sehen kann.On the display 3 is a first polarization layer 5 applied, this is only transparent for light of a certain polarization. Sufficient light from the display can still pass through the polarization layer 5 so that the driver's reflection of the ad 3 can perceive well in different lighting conditions and the driver can see information on the driving status of the vehicle or entertainment content as desired.

Auf der Glasscheibe 4 ist eine weitere Polarisationsschicht 6 aufgebracht. Die Polarisationsrichtung ist gegenüber der Polarisationsschicht 5 um 90 Grad gedreht. Dies bedeutet, dass das polarisierte Licht der Anzeige von der Polarisationsschicht 6 im Wesentlichen vollständig absorbiert wird. Durch diese Maßnahme besteht für den Fahrer keine Möglichkeit der direkten Einsichtnahme mehr auf die Anzeige 3 und die Anzeige 3 erscheint dem Fahrer schwarz. Gleichzeitig kann der Fahrer allerdings die Reflexion 8 wahrnehmen.On the glass 4th is another polarization layer 6th upset. The direction of polarization is opposite to the polarization layer 5 rotated 90 degrees. This means that the polarized light is displayed from the polarizing layer 6th is essentially completely absorbed. As a result of this measure, there is no longer any possibility for the driver of direct inspection of the display 3 and the ad 3 appears black to the driver. At the same time, however, the driver can use the reflection 8th perceive.

Die Verwendung von der Glasscheibe 4 mit der Polarisationsschicht 6 ist ästhetisch ansprechend gegenüber beispielsweise einer undurchsichtigen Sichtbarrikade.The use of the glass panel 4th with the polarization layer 6th is aesthetically pleasing compared to, for example, an opaque visible barricade.

Claims (4)

Anzeigenvorrichtung für Kraftfahrzeuge, umfassend ein Armaturenbrett, eine Anzeige und eine durchsichtige Scheibe; wobei die Anzeige derart auf dem Armaturenbrett positioniert ist, dass, sofern die Scheibe nicht vorhanden wäre, eine direkte Sichtverbindung zwischen dem Augenbereich, nämlich dem Bereich, in dem sich die Augen von Fahrern des Fahrzeugs befinden, und der Anzeige existiert; wobei die Anzeige zumindest teilweise mit einer ersten Polarisationsschicht überdeckt ist, nämlich einer Schicht, die das von der Anzeige ausgesandte Licht im Wesentlichen in nur einer ersten Polarisationsrichtung passieren lässt; wobei die Scheibe derart auf dem Armaturenbrett positioniert ist, dass die Sichtverbindung durch sie hindurchführt; wobei die Scheibe zumindest teilweise mit einer zweiten Polarisationsschicht überdeckt ist, nämlich einer Schicht, die das einfallende Licht im Wesentlichen nur in einer zweiten Polarisationsrichtung passieren lässt; wobei sich die erste und die zweite Polarisationsrichtung um ungefähr 90 Grad unterscheiden, so dass Licht, das sich von der Anzeige entlang der Sichtverbindung ausbreitet, im Wesentlichen absorbiert wird.A display device for automobiles comprising a dashboard, a display and a transparent panel; the display being positioned on the dashboard in such a way that, if the window were not present, there is a direct visual connection between the eye area, namely the area in which the eyes of drivers of the vehicle are located, and the display; wherein the display is at least partially covered with a first polarization layer, namely a layer which allows the light emitted by the display to pass essentially in only one first polarization direction; wherein the pane is positioned on the dashboard so that the line of sight passes through it; wherein the pane is at least partially covered with a second polarization layer, namely a layer which essentially only allows the incident light to pass in a second polarization direction; wherein the first and second directions of polarization differ by approximately 90 degrees such that light propagating from the display along the line of sight is substantially absorbed. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Scheibe aus Glas besteht.Display device according to Claim 1 , the disk being made of glass. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzeige eine Micro-LED oder OLED Anzeige ist.Display device according to one of the preceding claims, wherein the display is a micro-LED or OLED display. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzeige ferner derart auf dem Armaturenbrett positioniert ist, dass eine Reflexion des ausgesandten Lichts in der Frontscheibe eines Fahrzeugs in den Augenbereich fällt.Display device according to one of the preceding claims, wherein the display is further positioned on the dashboard in such a way that a reflection of the emitted light in the windshield of a vehicle falls in the eye area.
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